Η μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης ενός απομακρυσμένου εξωπλανήτη μπορεί να φαίνεται τρομακτική, αλλά οι αστρονόμοι στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον έχουν πλέον αναπτύξει μια νέα τεχνική για να κάνουν ακριβώς αυτό.
Όταν οι ανακαλύψεις του εξωπλανήτη ξεκίνησαν για πρώτη φορά, οι αστρονόμοι έδωσαν έμφαση στην εύρεση πλανητών μέσα στην κατοικήσιμη ζώνη - τη ζώνη γύρω από ένα αστέρι όπου το νερό δεν παγώνει ούτε βράζει. Ωστόσο, ο χαρακτηρισμός του περιβάλλοντος και της βιωσιμότητας ενός εξωπλανήτη δεν εξαρτάται μόνο από την θερμοκρασία της επιφάνειας του πλανήτη.
Η ατμοσφαιρική πίεση είναι εξίσου σημαντική για τον προσδιορισμό του κατά πόσον η επιφάνεια ενός εξωπλανήτη ενδέχεται να συγκρατεί υγρό νερό. Όποιος είναι εξοικειωμένος με το κάμπινγκ σε μεγάλο υψόμετρο πρέπει να έχει καλή κατανόηση για το πώς η πίεση επηρεάζει το σημείο βρασμού του νερού.
Η μέθοδος που αναπτύχθηκε από τον Amit Misra, υποψήφιο διδάκτορα, περιλαμβάνει την απομόνωση "διμερών" - συνδεδεμένων ζευγών μορίων που τείνουν να σχηματίζονται σε υψηλές πιέσεις και πυκνότητες στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη - για να μην συγχέονται με τα "μονομερή", τα οποία είναι απλά ελεύθερα μόρια. Ενώ υπάρχουν πολλοί τύποι διμερών, η ερευνητική ομάδα επικεντρώθηκε αποκλειστικά στα μόρια οξυγόνου, τα οποία συνδέονται προσωρινά μεταξύ τους μέσω σύνδεσης υδρογόνου.
Ενδέχεται έμμεσα να εντοπίσουμε διμερή στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη όταν ο εξωπλανήτης διέρχεται μπροστά από το αστέρι του ξενιστή του. Καθώς το φως του αστεριού περνά μέσα από ένα λεπτό στρώμα της ατμόσφαιρας του πλανήτη, τα διμερή απορροφούν ορισμένα μήκη κύματος. Μόλις το αστέρι φτάσει στη Γη, αποτυπώνεται με τα χημικά δακτυλικά αποτυπώματα των διμερών.
Τα διμερή απορροφούν φως σε ένα διακριτικό σχέδιο, το οποίο συνήθως έχει τέσσερις κορυφές λόγω της περιστροφικής κίνησης των μορίων. Αλλά η ποσότητα απορρόφησης μπορεί να αλλάξει ανάλογα με την ατμοσφαιρική πίεση και την πυκνότητα. Αυτή η διαφορά είναι πολύ πιο έντονη στα διμερή παρά στα μονομερή, επιτρέποντας στους αστρονόμους να αποκτήσουν πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με την ατμοσφαιρική πίεση με βάση την αναλογία αυτών των δύο υπογραφών.
Ενώ τα διμερή ύδατα εντοπίστηκαν στην ατμόσφαιρα της Γης ήδη από πέρυσι, ισχυρά τηλεσκόπια που θα έρθουν σύντομα στο διαδίκτυο ενδέχεται να επιτρέψουν στους αστρονόμους να χρησιμοποιήσουν αυτήν τη μέθοδο για την παρατήρηση μακρινών εξωπλανητών. Η ομάδα ανέλυσε την πιθανότητα χρήσης του Διαστημικού Τηλεσκοπίου James Webb για να κάνει μια τέτοια ανίχνευση και το βρήκε δύσκολο αλλά δυνατό.
Η ανίχνευση διμερών στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη όχι μόνο θα μας βοηθούσε να αξιολογήσουμε την ατμοσφαιρική πίεση, και επομένως την κατάσταση του νερού στην επιφάνεια, αλλά και άλλους δείκτες βιογραφίας. Το οξυγόνο συνδέεται άμεσα με τη φωτοσύνθεση και πιθανότατα δεν θα είναι άφθονο στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη, εκτός εάν παράγεται τακτικά από φύκια ή άλλα φυτά.
"Έτσι, αν βρούμε έναν καλό πλανήτη-στόχο και θα μπορούσατε να εντοπίσετε αυτά τα διμερή μόρια - τα οποία θα μπορούσαν να είναι πιθανά μέσα στα επόμενα 10 έως 15 χρόνια - αυτό δεν θα σας έλεγε μόνο κάτι για την πίεση, αλλά θα σας έλεγε ότι υπάρχει ζωή σε αυτόν τον πλανήτη », Είπε η Μισρά σε δελτίο τύπου.
Το άρθρο δημοσιεύθηκε στο τεύχος Φεβρουαρίου της Αστροβιολογίας και είναι διαθέσιμο για λήψη εδώ.
